Cocoa development and productivity modeling and climate influence on the occurrence of witches broom disease

Considerando a importância da modelagem para o detalhamento dos mecanismos envolvidos no sistema solo-planta-atmosfera, desenvolveu-se no presente trabalho, um modelo para o desenvolvimento e a produtividade do cacaueiro, considerando as relações entre o clima e os processos fisiológicos e fenológicos da cultura, denominado Modelo Cacau. Além disso, foram estudados os possíveis fatores climáticos e fenológicos atuantes sobre a ocorrência de vassoura-de-bruxa do cacaueiro. Utilizou-se o conceito de modelagem modular, que preconiza a compartimentalização dos processos em módulos independentes e interligados, para o desenvolvimento de um modelo mecanístico para o cacaueiro. O modelo considera os dados meteorológicos diários como variáveis de entrada, os quais atuam nos compartimentos referentes à fisiologia da cultura, incluindo os processos de fotossíntese, respiração, evapotranspiração, partição de assimilados, entre outros, gerando informações sobre as épocas de lançamentos foliares e a produção de amêndoas.Os dados experimentais utilizados neste trabalho foram coletados nas safras agrícolas de 1991 a 1995, em lavoura comercial de cacau com 6 anos de idade, localizada na cidade de Camacã, Bahia (Latitude 15,4oS; Longitude 39,5oW),. Obtiveram-se dados diários de clima e dados semanais de fenologia do cacaueiro e ocorrência de vassoura-de-bruxa. Parte dos dados experimentais serviu para a simulação utilizando o Modelo Cacau, cujas respostas foram comparadas aos dados observados no mesmo período. Para o estudo dos fatores climáticos e fenológicos atuantes sobre a ocorrência de vassoura-de-bruxa do cacaueiro , os dados experimentais foram organizados em diferentes intervalos de tempo até a ocorrência da doença em ramos e a formação de frutos morango. A comparação foi realizada por meio da análise de trilha. Os resultados indicaram que o ciclo anual do cacaueiro completa-se aos 3000 Graus-dia Acumulados (GD), com início de lançamentos foliares em torno de 200, 1100 e 1900GD. A formação de almofadas florais ocorreu apenas no intervalo de 400 a 2800 GD e o ciclo de frutos foi completado em 1400 GD. O modelo modular de desenvolvimento do cacaueiro simulou as épocas de ocorrência de surtos de lançamentos foliares na Bahia. As infecções causadas por Crinipellis perniciosa em ramos vegetativos ocorreram preferencialmente nas gemas em desenvolvimento, cerca de 3 a 4 semanas antes dos fluxos de lançamentos foliares, os quais coincidiram com o aparecimento de sintomas. A umidade do ar teve influência sobre a ocorrência da doença em ramos e sobre a formação de frutos morango. O monitoramento das condições de umidade do ar, juntamente com o acompanhamento da fenologia da cultura através das ferramentas de modelagem, pode ser utilizado na indicação das épocas propícias à infecção de C. perniciosa, quando medidas eficazes de controle poderão ser acionadas.The first part of the present study had for objective the development of a dynamic deterministic mechanistic model for the cocoa crop considering the relationships between the climate and its physiologic and phenologic processes. The modulate modeling concept was used, which concerns the compartmentalization of the processes in independent and interlinked modules, for the development of the cocoa mechanistic model. The model considers the daily meteorological data as entrance variables, which act in the compartments referring to the physiology of the culture, including the photosynthesis processes, breathing, evapotranspiration, partition of assimilates, among others, generating information about the period of foliate releasing and about the pod production. The experimental data used in this study were collected in a commercial crop in Bahia from 1991 to 1995, including hourly climate data and weekly cocoa phenology data and witches broom occurrence data. Part of the experimental data was used for the development of the model and the remaining was used for a simulation, whose answers were compared to the data observed in the same period. In the final part of this study, the possible climatic and phenologic factors acting on the occurrence of cocoa witches broom were studied. The experimental data were organized in different intervals of time to the occurrence of the disease in branches and the development of chirimoia fruits for the comparison through path analysis. The results indicated that the cocoa annual cycle is completed in 3000 degree-days (GD), with foliate release around 200, 1100 and 1900GD; floral cushions formation done between 400 and 2800 GD and fruit cycle completed in 1400 GD. The influence of soil humidity was also verified in the crop phenology. The modulate model of cocoa development successfully simulated the pod productivity in conditions of water deficit and the periods of occurrence of foliate releasing in Bahia. The infections caused by Crinipellis perniciosa in vegetative branches mainly occured in developing buds, about 3 to 4 weeks before the occurrence of the foliate release, which coincided with symptom developing. The air humidity had influence on the occurrence of the disease in branches and in the chirimoia fruit formation. The air humidity condition monitoring and the cocoa phenology accompaniment through modeling tools can be used in the indication of the favorable periods to the infection of C. perniciosa, when effective control should be done.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológic